隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來越多。由于高層建筑自身的特殊性，其供氣與多層建筑供氣有一定的差別。本文就高層建筑的特點(diǎn)，討論高層建筑燃?xì)夤艿涝O(shè)計(jì)需要注意的幾個問題。

1、燃?xì)獾母郊訅毫?/span>

1.1 消除燃?xì)飧郊訅毫Φ谋匾?/p>

高層建筑高程較高，燃?xì)饬⒐茌^長，由于城市燃?xì)獾拿芏扰c空氣密度不同，在立管中就會產(chǎn)生較大的附加壓力。附加壓力過大，會造成某些用戶燃具前壓力波動增大，超出燃具穩(wěn)定工作范圍，影響用戶燃具的正常燃燒，造成燃?xì)獠煌耆紵踔涟l(fā)生離焰、脫火、回火和熄火等現(xiàn)象，增大供氣不安全性[1]。控制和消除附加壓力的影響，是保證高層供氣系統(tǒng)安全正常運(yùn)行的重要方面。

假設(shè)人工煤氣密度約0.46kg/m3，天然氣密度約0.74kg/m3，液化石油氣密度約2.5kg/m3，空氣密度取1.293k/m3，那么高程每升高1m，產(chǎn)生的附加壓力為：人工煤氣為8.16Pa，天然氣為5.42Pa，液化石油氣為-11.83Pa。附加壓力為正值，說明燃?xì)庾韵露狭鲃訒r(shí)，附加壓力相當(dāng)于上浮力；若附加壓力為負(fù)值，則說明燃?xì)庾韵露狭鲃訒r(shí)，附加壓力相當(dāng)于阻力。各種氣源不同建筑物高度時(shí)的附加壓力見表1。

表1 不同建筑物高度時(shí)附加壓力

燃?xì)夥N類 燃具額定壓力/Pa 室內(nèi)管道允許壓力降/Pa 附加壓力/Pa 建筑物高度為24m 建筑物高度為40m 建筑物高度為60m 建筑物高度為80m 人工煤氣 1000 300 196 326 490 653 天然氣 2000 400 130 217 325 434 液化石油氣 2800 500 -284 -473 -710 -946 注：室內(nèi)管道允許壓力降包括燃?xì)獗韷毫?約120～200Pa)。

隨著樓層升高，附加壓力對燃具燃燒效果影響增大，在高層建筑供氣系統(tǒng)中不能不考慮其影響。

1.2 消除燃?xì)飧郊訅毫Φ拇胧?/p>

1.2.1 人工煤氣和天然氣系統(tǒng)

隨著樓層升高，附加壓力逐漸增大，相當(dāng)于降低了管道阻力。對由下而上的燃?xì)夤?yīng)方式，要消除附加壓力的影響，須增加管道阻力。具體措施有：

① 每隔一定層數(shù)設(shè)一節(jié)流閥，這種方法簡便、經(jīng)濟(jì)、易操作。但是，當(dāng)只有頂層極少數(shù)用戶用氣時(shí)，附加壓力減少不明顯；管內(nèi)流量隨用戶數(shù)的多少而變化，流量的變化致使立管的阻力也隨之變化，造成用戶燃具前壓力波動。

② 在立管上設(shè)置低-低壓調(diào)壓器。通常將調(diào)壓器裝設(shè)在附加壓力超過200Pa的樓層。通過調(diào)壓器調(diào)壓，穩(wěn)定燃具前壓力，消除附加壓頭影響。

③ 每戶裝設(shè)閥門，根據(jù)各樓層不同的燃?xì)鈮毫Γ謩e調(diào)整閥門的開度，節(jié)流調(diào)壓，克服附加壓力的影響，從而滿足每戶燃具所需正常工作壓力。但由于閥門開度不好控制，故這種做法很少采用。

④ 在用戶表前設(shè)置用戶低-低壓調(diào)壓器，使燃具前壓力穩(wěn)定在額定工作壓力范圍內(nèi)。

⑤ 采用中壓管道直接進(jìn)入建筑物，在戶內(nèi)燃?xì)獗砬凹又?低壓調(diào)壓器，這樣用戶之間的影響較小，用氣高峰時(shí)壓力波動也不明顯，而且調(diào)壓器后的低壓管段較短，燃具基本上是處在額定壓力下工作，運(yùn)行工況較佳，比較好地消除附加壓力的影響。但是戶內(nèi)有一部分中壓管道，安全性比低壓管道有所降低，并且工程造價(jià)也較高，所以一般不主張采用。

在實(shí)際應(yīng)用中，樓層不超過20層時(shí)，一般采用在立管上加節(jié)流閥的方法；樓層超過20層時(shí)，一般采用在用戶表前設(shè)置用戶低-低壓調(diào)壓器的方法。這樣，既有效地消除了附加壓力，保證了燃具前壓力的穩(wěn)定性，同時(shí)在一定程度上也降低了工程造價(jià)。

1.2.2 液化石油氣系統(tǒng)

由下而上的燃?xì)夤?yīng)方式，要消除附加壓頭的影響，須降低管道阻力，或提高供氣系統(tǒng)壓力。具體措施有：

① 根據(jù)管道水力計(jì)算，可采用較大管徑的立管，以減小管道阻力。

② 采用中壓進(jìn)戶的供應(yīng)方式。由于液化石油氣的密度較大，極易形成不同樓層用戶壓力差別，影響燃具的正常燃燒。用中壓直接進(jìn)入建筑物，消除了附加壓力的影響。但戶內(nèi)有一部分中壓管道，安全性比低壓管道有所降低，并且工程造價(jià)也較高。

2、對燃?xì)夤艿雷灾氐奶幚?/span>

隨著建筑物層數(shù)的增加，燃?xì)饬⒐艿拈L度也變長，管道的自重變大，所以應(yīng)設(shè)置管道的固定支架，使固定支架與建筑物成為一體，防止因管道下沉而引起引入管受力折斷或變形引起倒坡。一般固定管道的做法有：

① 對于室內(nèi)立管，在每隔7～10層的穿樓板處加設(shè)固定支撐，使燃?xì)夤艿馈⑻坠芤约敖ㄖ锍蔀橐惑w。具體做法見圖1(圖中單位為mm)。

② 對于室外立管 ，在每隔 7 ～ 10 層的高度處加設(shè)固定支撐，見圖 2( 圖中單位為 mm) 。或加一段水平管段，在水平管段上加支架。

3、建筑物的沉降對燃?xì)夤艿赖挠绊?/span>

建筑物建成后都會產(chǎn)生大小不同的沉降，建筑物的沉降對燃?xì)庖牍艿挠绊懛浅?yán)重。由于建筑物沉降時(shí)，燃?xì)庖牍苁窍鄬o止的，因此燃?xì)庖牍芤惺芙ㄖ镒饔卯a(chǎn)生的切應(yīng)力，當(dāng)切應(yīng)力超過極限時(shí)，管道就會斷裂，造成燃?xì)庑孤Ｒ虼耍谌細(xì)庠O(shè)計(jì)中要采取一定的措施保護(hù)引入管。

① 在立管(或穿墻管)前的水平管上加設(shè)一個波紋管補(bǔ)償器，利用補(bǔ)償器的補(bǔ)償能力來減小引入管的切應(yīng)力。

② 在立管(或穿墻管)前的水平管上加設(shè)幾個彎頭(最好用煨彎)，相當(dāng)于加設(shè)一個方型補(bǔ)償器，用彎頭的自然補(bǔ)償來減少引入管的受力。此種方法簡單易行，但是受位置的限制。

③ 在引入管穿越墻體時(shí)加設(shè)鋼套管，鋼套管保證燃?xì)夤艿赖纳喜颗c鋼套管的間隙大于建筑物的最大沉降量，下部也應(yīng)留有一定的間隙。

4、其他安全措施

由于高層建筑高度高，層數(shù)多，人員密集，一旦發(fā)生火災(zāi)，人員疏散困難，因此應(yīng)合理配置先進(jìn)設(shè)備，采取安全措施。具體措施有：

① 在引入管處設(shè)置快速切斷閥，每隔6～7層加一個分段閥門。

② 各用戶設(shè)置燃?xì)鈭?bào)警裝置、自動切斷裝置、送排風(fēng)系統(tǒng)等。燃?xì)鈭?bào)警裝置和自動切斷裝置、送排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)連動。

③ 高層建筑的燃?xì)夤艿馈⑷細(xì)庠O(shè)備應(yīng)定期檢修，保障其安全運(yùn)行。